In dieser Diplomarbeit wurde im Auftrag der Schweizer Firma Kistler eine Anwendungsmoglichkeit des PSoCs (Programmable System on Chip) in der Signalverarbeitung studiert und realisiert. Der PSoC ist ein neuartiger Baustein, der neben einem 8 Bit Mikrokontroller, freikonfigurierbare Analog- und Digitalblocke besitzt.

Das Ziel der Arbeit ist es, die Tauglichkeit eines PSoC Bausteins fur Kistler - Sensoren zu evaluieren um damit eine Grundlage fur weitere mogliche Anwendungen zu erstellen.

Kistler sucht eine kostengunstige Losung fur eine Klopfdetektion in einem Dieselmotor. Ein Klopfen macht sich durch eine hoher frequente Uberlagerung im Druckverlauf des Zylinders bemerkbar, was gleichzeitig auf eine zu fruh erfolgte Verbrennung hindeutet.

Die Firma Kistler liefert dazu einen Drucksensor, welcher uber den piezoelektrischen Effekt den Druckverlauf in einem Zylinder eines Dieselmotors in eine Spannung umwandeln kann. Die Aufgabe des PSoCs ist die hoher frequenten Anteile des Druckverlaufs herauszufiltern um danach die maximale Auslenkung des Klopfsignals pro Motorumdrehung zu bestimmen und auszugeben. Parallel soll das ungefilterte Signal noch verstarkt ausgegeben werden. Mit Hilfe einer Schnittstelle besteht die Moglichkeit verschiedene Parameter zu programmieren.

Die gewahlte Umsetzung benotigt zwei PSoCs. Im ersten PSoC wurde ein Bandpassfilter sechster Ordnung realisiert und das ungefilterte Signal verstarkt auf einen Output Port gegeben. Vom gefilterten Signal wird die maximale Auslenkung des Signals in einer analogen, diskret realisierten Schaltung erfasst und gespeichert. Der Maximalwert wird vom zweiten PSoC eingelesen, ausgewertet und wieder ausgegeben. Am Ausgang erscheint eine Spannung, die besagt wie gross die maximale Auslenkung der gefilterten Oberschwingung tatsachlich ist. Mit dieser Spannung wird eine Klopfregelung beeinflusst, welche den Dieselmotor optimal ansteuert.